Наблюденията в Много големия телескоп първо показват ефектите, предсказани от общата теория на относителността на Айнщайн относно движението на звезда, преминаваща близо до супермасивна черна дупка в центъра на Млечния път. Това е кулминацията на 26-годишната кампания за изследване на телескопа в Чили.
Най-близката супермасивна черна дупка се натоварва в гъсти облаци от прах и е на 26000 светлинни години далеч от нас. Това е гравитационно чудовище, което надвишава слънчевата маса 4 милиона пъти. Заобиколен от малка звездна група, въртяща се около дупката при високи скорости. Това е най-мощното гравитационно поле в нашата галактика и играе ролята на идеално място за изучаване на гравитационната физика и тестване на общата теория на относителността.
Художествената визия отразява пътя на една звезда S2 с близък подход към супермасивна черна дупка в центъра на Млечния път. Тъй като се приближава до мощното гравитационно поле, се получава, че цветът на звездата леко се променя на червено, което е следствие от общата теория на относителността.
Нови IR изследвания от чувствителни GRAVITY, SINFONI и NACO инструменти на Много големия телескоп ни позволиха да следваме една от звездите, наречена S2, като наближи черната дупка през май 2018 година. Най-близката точка на подхода достигна по-малко от 20 милиарда километра със скорост над 25 милиона km / h (почти 3% от скоростта на светлината).
Екипът сравнява измерванията на местоположението и скоростта от GRAVITY и SINFONI заедно с предишното наблюдение на S2, използвайки други инструменти. Ние също така включихме предсказанията за гравитацията на Нютон, общата теория на относителността и други теории за гравитацията. Новите резултати не са съгласни с прогнозите на Нютон и са в пълно съгласие с позициите на Айнщайн.
Диаграмата показва движението на звезда S2 около супермасивна черна дупка в центъра на Млечния път. Състои се от наблюдения с телескопи и инструменти на ЕСО в продължение на 25 години. Звезда прекарва 16 години в завършване на орбитален полет и се доближава до черна дупка през май 2018 г.
Тези изключително точни измервания се извършват от международен екип от учени, ръководен от Института Макс Планк. Учените за втори път успяха да наблюдават близкото преминаване на S2 към черната дупка в галактическия център. Но този път те използваха значително подобрен хардуер.
Новите измервания ясно показват ефекта на гравитационното червено изместване. Светлината от звездата се простира до по-дълги вълни от мощното гравитационно поле на черна дупка. Измерването на дължината на вълната на светлината от S2 пасва точно с това, което е било предсказано в общата теория на относителността на Айнщайн. Това е първият път, когато се наблюдава отклонение от предсказанието на по-опростената теория на гравитацията на Нютон, когато една звезда се движи около супермасивна черна дупка.
Симулацията показва орбитите на звездите близо до супермасивна черна дупка в центъра на Млечния път. Звездата S2 преминава на всеки 16 години близо до черната дупка. Последният път, когато сближаването бе отбелязано през май 2018 г.
Учените използват SINFONI за измерване на скоростта на S2 в посока от Земята и GRAVITY устройството за извършване на изключително точни изчисления на местоположението на звездата, за да се определи формата на орбитата му. GRAVITY създава остър образ, който ви позволява да следвате звездното движение на разстояние от 26 000 светлинни години.
Първите наблюдения на S2, направени преди 2 години, показаха, че изследователите са получили перфектната лаборатория под формата на черна дупка. В непосредствена близост беше възможно дори да се фиксира слаб блясък около черната дупка, която помогна да следи отблизо звездата в орбитата си. Изминаха повече от 100 години и Айнщайн все още успява да докаже случая си.
Първият успешен тест на теорията на Айнщайн в близост до супермасивна черна дупка
В слънчевата система е възможно да се проверят законите на физиката сега и при определени обстоятелства. Затова е важно астрономите да разберат дали тези закони остават в сила, когато гравитационните полета са много по-мощни. По-нататъшни прегледи се очаква да покажат друг релативистичен ефект - леко въртене на звездната орбита (прецесията на Шварцшилд), тъй като S2 се отдалечава от черната дупка.
Star S2 осъществява близък подход към черна дупка в центъра на Млечния път
Учените са прекарали много време в създаването на уникални мощни инструменти, които са необходими за извършване на подробни измервания на Много големия телескоп. Получените факти днес са вълнуващ резултат от прекрасно партньорство.
Симулация на орбитите на звездите около черна дупка в центъра на Млечния път
